一种具有自动补光功能的LED灯的制作方法

本发明涉及led灯技术领域，特别是一种具有自动补光功能的led灯。

背景技术：

植物补光灯是依照植物生长的自然规律，根据植物利用太阳光进行光合作用的原理，使用灯光代替太阳光来提供植物生长发育所需光源的一种灯具。光照与作物的生长有密切的关系，近年来由于市场需求的推动，普遍采用温室大棚生产反季节花卉、瓜果、蔬菜等，由于冬春两季日照时间短，作物生长缓慢，产量低，因此急需进行补光，通过植物补光灯可以充分发挥植物光合作用的潜力，大大提高农业生产的效益，而对植物光合作用影响最大的是红蓝光。在实际种植过程中，不同类别的植物以及同一类别的植物在不同生长阶段对光谱的需求是不尽相同的，现有的对植物补光用的led灯，位置固定、光源固定、照射范围和效果有限，无法针对性对不同类别的植物进行不同的补光，在替换种植的植物品种时，也需要对led补光灯进行替换，增加设备成本，较为浪费人力时间；在同一植物种植期间，处于不同生长阶段的植物对温度、湿度、光照强度、光谱的需求也会变化，采用用一个固定的光谱也会影响植物的生长情况，植物的生长缓慢、产量降低。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种具有自动补光功能的led灯，通过对植物的监控和人工控制，实现对不同植物的自动补光以及合理补光，加快植物的生长，大大提高植物产量。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种具有自动补光功能的led灯，包括升降装置、补光led灯、控制系统和监控系统，所述升降装置与补光led灯连接，并带动补光led灯上下升降；所述补光led灯包括灯板，所述灯板的中央设有主灯，主灯的外周由内向外依次设有红光环形灯条和蓝光环形灯条，灯板的左右两侧均设有照明灯，灯板的四个周角处均设有加热灯；所述控制系统包括控制面板、单片机、pwm调光模块和ram储存器，控制面板上设有控制按钮和显示屏，控制面板的输出端和监控系统的输出端均与单片机的输入端连接，单片机的输出端通过pwm调光模块与补光led灯连接，单片机的输出端还与升降装置、ram储存器和控制面板的输入端连接；所述监控系统包括安装在灯板上的温度传感器、蓝光光强传感器、红光光强传感器、距离传感器和图像摄像头。

设置的升降装置用来调整补光led灯的高度，从而控制与植物之间的距离，改变对植物的光照强度、光照范围和温度；补光led灯中通过红光环形灯条和蓝光环形灯条为植物提供红光和蓝光，调整红光环形灯条和蓝光环形灯条中的led灯芯的数量，来调整红蓝光的比例和光照强度，从而满足不同种类的植物对光谱、光照的需求；通过照明灯起到照明作用，照明灯上可以设置柔光罩，给与柔和的光照条件；通过加热灯可以为植物提供热量，调整植物生长的环境温度；设置的监控系统通过温度传感器、蓝光光强传感器、红光光强传感器分别来检测植物生长环境的温度、蓝光光强、红光光强，通过距离传感器来检测补光led灯与植物上表面之间的距离，通过图像摄像头用来采集植物的生长状况图像，监控系统将采集到的信息发送给控制系统，控制系统接收到监控系统发来的信息，自动或者人工操作控制按钮，通过单片机控制升降装置的启动与停止，使得升降装置对补光led灯进行升降，以及控制补光led灯中各个灯的工作状态，从而将补光led灯调节到对植物合适的补光程度，有助于保证植物种植质量，提高产量；监控系统和控制系统的各个操作信息还会储存在ram储存器中，使得历史有迹可循，便于后续的处理。

本发明进一步设置为：所述升降装置包括顶安装架，顶安装架上设有曳引机控制器、曳引机以及与曳引机连接的曳引轮，所述曳引轮上卷绕有曳引绳，曳引绳的两端通过绳头组合与补光led灯的顶部连接。曳引机控制器用来接收单片机发来的控制信号，从而控制曳引机运动，将补光led灯进行升降，升降稳定。

本发明进一步设置为：所述绳头组合包括固定在灯板顶面的安装板，安装板的顶面设有两个呈倒u型的支架，支架上穿设有拉杆，拉杆的一端与安装板固定，拉杆的另一端与曳引绳连接，拉杆的外部设有弹簧，弹簧的一端与安装板固定连接，弹簧的另一端与支架固定连接。结构稳定、连接牢固，并通过弹簧起到缓冲作用。

本发明进一步设置为：所述安装板的外周侧面均匀设有加强筋，加强筋的顶部为弧形。设置的加强筋增强安装板的强度，提高安装板的承受能力，设置的弧形结构减少升降阻力。

本发明进一步设置为：所述安装板的顶面位于两个支架之间设有散热风扇。设置的散热风扇一方面起到对补光led灯散热的作用，另一方面加快空气流动，降低植物生长环境温度的作用。

本发明进一步设置为：所述pwm调光模块包括红光调节模块、蓝光调节模块和热量调节模块，红光调节模块与红光环形灯条连接，蓝光调节模块与蓝光环形灯条连接，热量调节模块分别与加热灯和散热风扇连接。通过红光调节模块调整红光环形灯条的工作状态，通过蓝光调节模块调整蓝光环形灯条的工作状态，从而调整红蓝光的比例，满足不同种类植物以及同一种类植物在不同生长状态对红蓝光的需求；通过热量调节模块调整加热灯的工作数量和散热风扇的工作强度，从而调整植物生长温度。

本发明进一步设置为：所述灯板的背面均匀设有若干个散热片，散热片上设有散热孔，散热片的外侧边沿呈流线型结构，散热片的尾端边沿呈弧形结构，弧形结构的尾端设有若干个散热槽。散热片、散热孔和散热槽的设置，增加散热面积，提高散热性能，避免补光led灯受热而损坏，寿命降低；采用了流线型和弧形结构，减少补光led灯在移动过程中的阻力，保证升降的平稳性，减少晃动。

本发明进一步设置为：所述主灯包括基板，基板上均匀间隔排列有若干个红灯、蓝灯和白灯；所述红光环形灯条包括若干个红光led灯芯，所述蓝光环形灯条包括若干个蓝光led灯芯。红光环形灯条中设置多个红光led灯芯，蓝光环形灯条中设置了多个蓝光led灯芯，在保证主灯基本的光照条件下，可以通过改变红光led灯芯和蓝光led灯芯的工作数量来对红光和蓝光进行调整。

本发明进一步设置为：位于所述灯板四个周角处的加热灯的功率各不相同。便于通过改变不同功率的加热灯的工作状态来改变补光led灯产生的热量，从而调整植物生长的温度，调整方便。

本发明具有有益效果为：

设置的升降装置用来调整补光led灯的高度，从而控制与植物之间的距离，改变对植物的光照强度、光照范围和温度；补光led灯中通过红光环形灯条和蓝光环形灯条为植物提供红光和蓝光，调整红光环形灯条和蓝光环形灯条中的led灯芯的数量，来调整红蓝光的比例和光照强度，从而满足不同种类的植物对光谱、光照的需求；通过照明灯起到照明作用，照明灯上可以设置柔光罩，给与柔和的光照条件；通过加热灯可以为植物提供热量，调整植物生长的环境温度；设置的监控系统通过温度传感器、蓝光光强传感器、红光光强传感器分别来检测植物生长环境的温度、蓝光光强、红光光强，通过距离传感器来检测补光led灯与植物上表面之间的距离，通过图像摄像头用来采集植物的生长状况图像，监控系统将采集到的信息发送给控制系统，控制系统接收到监控系统发来的信息，自动或者人工操作控制按钮，通过单片机控制升降装置的启动与停止，使得升降装置对补光led灯进行升降，以及控制补光led灯中各个灯的工作状态，从而将补光led灯调节到对植物合适的补光程度，有助于保证植物种植质量，提高产量，无需拆卸补光led灯，节省时间、人力和成本；监控系统和控制系统的各个操作信息还会储存在ram储存器中，使得历史有迹可循，便于后续的处理。本发明通过对植物的监控和人工控制，实现对植物的自动补光以及合理补光，加快植物的生长，大大提高植物产量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的升降装置与补光led灯的连接示意图；

图3为本发明中补光led灯的结构示意图；

图4为本发明中监控系统的结构示意图；

图5为本发明中pwm调光模块的结构示意图。

附图标记：1、升降装置；11、顶安装架；12、曳引机控制器；13、曳引机；14、曳引轮；15、曳引绳；16、绳头组合；161、安装板；162、支架；163、拉杆；164、弹簧；165、加强筋；166、散热风扇；2、补光led灯；21、灯板；211、散热片；212、散热孔；213、散热槽；22、主灯；221、基板；222、红灯；223、蓝灯；224、白灯；23、红光环形灯条；24、蓝光环形灯条；25、照明灯；26、加热灯；3、控制系统；31、控制面板；32、单片机；33、pwm调光模块；331、红光调节模块；332、蓝光调节模块；333、热量调节模块；34、ram储存器；35、控制按钮；36、显示屏；4、监控系统；41、温度传感器；42、蓝光光强传感器；43、红光光强传感器；44、距离传感器；45、图像摄像头。

具体实施方式

结合附图，对本发明较佳实施例做进一步详细说明。

如图1-5所示，一种具有自动补光功能的led灯，包括升降装置1、补光led灯2、控制系统3和监控系统4，所述升降装置1与补光led灯2连接，并带动补光led灯2上下升降；所述补光led灯2包括灯板21，所述灯板21的中央设有主灯22，主灯22的外周由内向外依次设有红光环形灯条23和蓝光环形灯条24，灯板21的左右两侧均设有照明灯25，灯板21的四个周角处均设有加热灯26；所述控制系统3包括控制面板31、单片机32、pwm调光模块33和ram储存器34，控制面板31上设有控制按钮35和显示屏36，控制面板31的输出端和监控系统4的输出端均与单片机32的输入端连接，单片机32的输出端通过pwm调光模块33与补光led灯2连接，单片机32的输出端还与升降装置1、ram储存器34和控制面板31的输入端连接；所述监控系统4包括安装在灯板21上的温度传感器41、蓝光光强传感器42、红光光强传感器43、距离传感器44和图像摄像头45。

设置的升降装置1用来调整补光led灯2的高度，从而控制与植物之间的距离，改变对植物的光照强度、光照范围和温度；补光led灯2中通过红光环形灯条23和蓝光环形灯条24为植物提供红光和蓝光，调整红光环形灯条23和蓝光环形灯条24中的led灯芯的工作数量，来调整红蓝光的比例和光照强度，从而满足不同种类的植物以及同一种类的植物在不同的生长阶段对光谱、光照强度的需求；通过照明灯25起到照明作用，照明灯25上可以设置柔光罩，给与柔和的光照条件；通过加热灯26可以为植物提供热量，调整植物生长的环境温度；设置的监控系统4通过温度传感器41、蓝光光强传感器42、红光光强传感器43分别来检测植物生长环境的温度、蓝光光强、红光光强，通过距离传感器44来检测补光led灯2与植物上表面之间的距离，通过图像摄像头45用来采集植物的生长状况图像，监控系统4将采集到的信息发送给控制系统3，控制系统3接收到监控系统4发来的信息，自动或者人工操作控制按钮35，通过单片机32控制升降装置1的启动与停止，使得升降装置1对补光led灯2进行升降，并控制补光led灯2中各个灯的工作状态，从而将补光led灯2调节到对植物合适的补光程度，有助于保证植物种植质量，提高产量；监控系统4和控制系统3的各个操作信息还会储存在ram储存器34中，使得历史有迹可循，便于后续的处理。

所述升降装置1包括顶安装架11，顶安装架11上设有曳引机控制器12、曳引机13以及与曳引机13连接的曳引轮14，所述曳引轮14上卷绕有曳引绳15，曳引绳15的两端通过绳头组合16与补光led灯2的顶部连接。曳引机控制器12用来接收单片机32发来的控制信号，从而控制曳引机13运动，将补光led灯2进行升降，调整补光led灯2的高度，改变对植物的照射强度和范围，升降稳定。

所述绳头组合16包括固定在灯板21顶面的安装板161，安装板161的顶面设有两个呈倒u型的支架162，支架162上穿设有拉杆163，拉杆163的一端与安装板161固定，拉杆163的另一端与曳引绳15连接，拉杆163的外部设有弹簧164，弹簧164的一端与安装板161固定连接，弹簧164的另一端与支架162固定连接。结构稳定、连接牢固，并通过弹簧164起到缓冲作用。

所述安装板161的外周侧面均匀设有加强筋165，加强筋165的顶部为弧形。设置的加强筋165增强安装板161的强度，提高安装板161的承受能力，设置的弧形结构减少升降阻力。

所述安装板161的顶面位于两个支架162之间设有散热风扇166。设置的散热风扇166一方面起到对补光led灯2散热的作用，另一方面加快空气流动，降低植物生长环境温度的作用。

所述pwm调光模块33包括红光调节模块331、蓝光调节模块332和热量调节模块333，红光调节模块331与红光环形灯条23连接，蓝光调节模块332与蓝光环形灯条24连接，热量调节模块333分别与加热灯26和散热风扇166连接。通过红光调节模块331调整红光环形灯条23内红光led灯芯的工作数量，通过蓝光调节模块332调整蓝光环形灯条24内蓝光led灯芯的工作数量，从而调整红蓝光的比例，满足不同种类植物以及同一种类植物在不同生长状态对红蓝光的需求；通过热量调节模块333调整加热灯26的工作数量和散热风扇166的工作强度，从而调整植物生长温度。

所述灯板21的背面均匀设有若干个散热片211，散热片211上设有散热孔212，散热片211的外侧边沿呈流线型结构，散热片211的尾端边沿呈弧形结构，弧形结构的尾端设有若干个散热槽213。散热片211、散热孔212和散热槽213的设置，增加散热面积，提高散热性能，避免补光led灯2受热而损坏，寿命降低；采用了流线型和弧形结构，减少补光led灯2在移动过程中的阻力，保证升降的平稳性，减少晃动。

所述主灯22包括基板221，基板221上均匀间隔排列有若干个红灯222、蓝灯223和白灯224；所述红光环形灯条23包括若干个红光led灯芯，所述蓝光环形灯条24包括若干个蓝光led灯芯。红光环形灯条23中设置多个红光led灯芯，蓝光环形灯条24中设置了多个蓝光led灯芯，在保证主灯22基本的光照条件下，可以通过改变红光led灯芯和蓝光led灯芯的工作数量来对红光和蓝光进行调整。

位于所述灯板21四个周角处的加热灯26的功率各不相同。便于通过改变不同功率的加热灯26的工作状态来改变补光led灯2产生的热量，从而调整植物生长的温度，调整方便。

具体工作时，温度传感器41对植物生长环境的温度进行采集，并将采集到的温度信息发送给单片机32，单片机32将接收到的温度信息与预先设置的参考温度信息进行比较，当检测到的温度处于参考温度范围内，则保持补光led灯2工作状态不变，当检测到的温度大于参考温度的范围，则适当减少加热灯26的工作数量或者增大散热风扇166的工作功率或者扩大补光led灯2与植物之间的距离；当检测到的温度小于参考温度的范围，则适当增加加热灯26的工作数量或者减小散热风扇166的工作功率或者缩短补光led灯2与植物之间的距离；

蓝光光强传感器42和红光光强传感器43分别对植物生长环境的蓝光光强和红光光强信息进行采集，并将采集到的蓝光光强信息和红光光强信息发送给单片机32，单片机32将接收到的蓝光光强信息和红光光强信息与预先设置的参考光强信息进行比较，当检测到的蓝光光强或者红光光强处于参考光强范围内，则保持补光led灯2工作状态不变，当检测到的蓝光光强或者红光光强大于参考光强的范围，则适当减少蓝光环形灯条24或者红光环形灯条23中led灯芯的工作数量或者减弱光照强度或者增加缩短补光led灯2与植物之间的距离；当检测到的蓝光光强或者红光光强小于参考光强的范围，则适当增加蓝光环形灯条24或者红光环形灯条23中led灯芯的工作数量或者增强光照强度或者缩短补光led灯2与植物之间的距离。

升降装置1在对补光led灯2进行升降驱动时，距离传感器44检测补光led灯2与植物上表面之间的距离，并将检测到的距离信息发送给单片机32，单片机32通过zigbee的控制方式与曳引机控制器12无线连接，从而控制曳引机13的工作状态，使得升降装置1对补光led灯2的控制位置更加精准。

图像摄像头45实时对植物的生长状况图像进行采集，并将采集到的图像信息发送到单片机32，单片机32将图像信息在显示屏36上显示，使得工作人员能够更加直观地了解到植物的细微、局部或者整体的生长状况，以便及时对植物的生长环境进行调整，便于植物更快更好地生长。

上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。